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专利号: 2020113170627
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料,其特征在于,包括两种调制材料,一层为宽温域自润滑层,另一层为高温抗氧化层,宽温域自润滑层中内核材料为Ag,外壳材料为BNx,高温抗氧化阻挡层材料为Al2O3,Ag靶和B靶反应共聚焦溅射形成BNx‑Ag层,在沉积BNx‑Ag层时,沉积时间为400s、600s或900s,Al2O3溅射形成Al2O3层,BNx‑Ag层与Al2O3层的调制比为1:2、2:3或1:1,调制周期为90nm、40nm或120nm,组成BNx‑Ag/Al2O3纳米结构薄膜材料。

2.具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料,其特征在于,包括宽温域自润滑层、高温抗氧化层和中间层,宽温域自润滑层中内核材料为Ag,外壳材料为SiOx‑MoO3,高温抗氧化阻挡层材料为AlxN,中间层为SiOx‑AlxN或AlxN‑SiOx,利用SiOx靶、MoO3/Ag复合靶和Al靶,沉积得到SiOx‑MoO3‑Ag层、SiOx‑AlxN层、AlxN层和AlxN‑SiOx层,沉积SiOx‑MoO3‑Ag层,沉积时间为300s或600s,SiOx‑MoO3‑Ag层、SiOx‑AlxN层、AlxN层和AlxN‑SiOx层的调制比为8:3:12:3或

16:3:12:3,调制周期为130nm或170nm,组成SiOx‑MoO3‑Ag/SiOx‑AlxN/AlxN/AlxN‑SiOx纳米结构薄膜材料。

3.根据权利要求2所述的具有热循环服役能力的宽温域自润滑膜材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一:将硬质合金表面基片表面作镜面处理,随后分别用无水乙醇和丙酮超声波清洗,用热空气吹干后装入磁控溅射仪的制膜舱内的可旋转基片架上,硬质合金或陶瓷基体表面基片到靶的距离固定在80cm;

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步骤二:对磁控溅射仪的制膜舱进行抽真空操作,真空室本底真空度优于6.0×10 Pa后向真空室中通入纯度为99.999%的Ar起弧;

步骤三:在沉积薄膜之前通过挡板隔离硬质合金或陶瓷基体表面基片与离子区;

步骤四:挡板隔离好后,打开SiOx靶、MoO3/Ag复合靶和Al靶,各靶进行10min预溅射以除去靶材表面的杂质;

步骤五:旋转挡板,Al靶工作,在硬质基体表面基片上预溅射200nm的Al过渡层,以增强膜基结合力;然后移开挡板,固定溅射气压为0.3Pa,沉积SiOx‑MoO3‑Ag层时,固定SiOx靶、MoO3/Ag复合靶功率,同时关闭Al靶,进行沉积;在沉积SiOx‑AlxN层时,通入氮气,Ar/N2的流量比为10/3,固定SiOx靶功率,同时关闭MoO3/Ag复合靶,控制Al靶功率随沉积时间由0W线性增大;在沉积AlxN层时,固定靶,同时关闭SiOx靶、MoO3/Ag复合靶,沉积时间为300s;在沉积AlxN‑SiOx层时,打开Al靶,同时MoO3/Ag复合靶,控制SiOx靶功率随沉积时间线性减小至0W。